1、激光焊接机系统的原理是什么?
激光焊接是利用高能激光脉冲在小范围内对材料进行局部加热。激光辐射的能量通过热传导扩散到材料内部,使材料熔化形成特定的熔池。是一种新型的焊接方法。激光焊接主要针对薄壁材料和精密零件的焊接。可实现点焊、对焊、叠焊、封焊等。体积小、变形小、焊接速度快、焊缝平整美观、焊后无需或简单处理、焊缝质量高、无气孔、精密控制,聚焦光斑小,定位精度高,易于自动化。
通常不使用填充焊料,因此零件之间的配合小于最细零件厚度的15%。零件的各个部位一定要比较干净,因为焊接速度太快,不能把杂质烧掉。大多数活性金属的焊接需要保护气体,但许多合金也可以在空气中焊接。 盈云光电作为山东激光塑料焊接设备生产厂家,生产的塑料激光焊接设备主要应用于汽车后尾灯、车载摄像头、汽车胎压监测计、医用流体器件、微流体器件、液冷灯等产品领域的塑料激光焊接工作,盈云光电激光塑料焊接设备主要销往:瑞安、广东中山、河北、上海、广东、吉林、湖北、重庆、北京、浙江、辽宁、江苏、天津、四川、河南、湖南、苏州、宁波、常州、盐城、嘉兴、南通等省市。厂家价格,欢迎来电:0531-88698207
焊接时的热能输入和焊点形状可以通过参数和元件来控制,分别用于热传导方式焊接、渗透焊接和小孔焊接。热传导焊接深度较浅,范围较广,类似于 GTAW 或 TIG 焊接形状。这种焊接通常用于小型设备,如工具,或继电器罐和电池等电子产品,要求焊点光滑,外观良好。穿透模式焊缝与焊缝宽度一样深或略深。熔透焊接时,输入热能小,熔池小而深,可采用较低的平均值。由于需要在焊接周期中保持小孔,因此仅使用 CW 或 Super Mode CW 激光器进行小孔模式焊接。小孔熔池的深宽比高,达到6:1、是最高效的焊接工艺。脉冲、CW、超模CW激光器都可以工作在热传导模式,CW激光器可以用在穿透模式,只有超模CW激光器可以用在针孔焊接模式。
焊接系统
脉冲Nd:激光可以发射多种脉冲,在焊接过程中可以设置脉冲的能量、峰值功率、局部趋势和形状。正是通过控制这些脉冲参数,脉冲 YAG 激光器才成为一个综合焊接系统。即使是低平均功率的脉冲 YAG 激光器也可以进行大点焊、深点焊和缝焊,因为与材料的相互作用是由上述脉冲参数决定的,平均功率对焊接的影响很小。脉冲YAG激光器可以产生几十焦耳能量的脉冲,而激光的平均功率只有几十焦耳。脉冲的峰值功率通常最小为2KW,最高可达2KW。一般来说,脉冲Nd:YAG激光器可用于各种点焊,或热敏缝焊,以及铝和铜合金的焊接。脉冲能量越高,单个脉冲中熔化的材料越多,因此穿透力取决于脉冲能量而不是平均功率。脉冲激光的峰值功率将克服铝、铜等类似合金反射和散热的不利因素。脉冲激光焊接深度可达3mm。铁合金和高镍合金焊接的峰值功率需要达到1KW,铝合金的峰值功率需要3KW左右,铜合金需要5KW。脉冲形状可分段调整,优化焊接质量,实现异种金属间的焊接。 JK Laser 拥有最新的脉冲整形技术。通过调整整个脉冲范围内的峰值功率、减少裂纹、消除气孔和改善焊缝外观来控制冷却速率。
连续波激光器和超模连续波激光器用于快速、低热输入、缝焊和拼焊情况。这些激光器能够连续或高速模式和超模式激光输出,为高速和深焊接提供连续的熔池。真正的脉冲激光在每个脉冲中形成一个新的熔池,并覆盖高达 90% 的先前脉冲,而 CW 激光可以在非常低的热输入下进行焊接。
但是,CW 或超模 CW 激光器必须使用更高的平均功率才能进行更深的熔深焊接。为了增加焊接深度,激光应增加平均功率或降低焊接速度。这些激光器可以进行类似于电子束焊接的热传导模式、穿透模式甚至针孔模式焊接。可以对激光束进行不同的调整,例如定点模式、缝焊模式和功率斜坡模式。专利的超级模式中包含了许多模式。使用超级模式可以将铁合金的焊接深度或速度提高40%,铝合金的焊接能力提高%。
超级模式可实现正弦波和方波输出,激光器的峰值功率达到平均功率的2倍,平均功率与连续输出相同。例如,平均功率为1KW的激光器,可以产生-范围内的波形输出,峰值功率达到2KW,平均功率仍为1KW。焊接区产生的烟雾和颗粒会散射激光束,大约 40% 的激光能量会在焦点处损失掉。烟灰需要一些时间才能聚集到足以反射激光束的程度。当激光能量降低时,烟灰会迅速消散。超级模式利用了这一点,在碳烟达到一定浓度之前快速输入能量,然后在碳烟低于反射浓度阈值时输出下一个高峰值功率。不同的合金有不同的超调谐频率。在焊接中使用超级修整还可以减少孔隙率和发热。在铁合金中,这些超模连续激光器在平均功率下可以实现 1、5mm 的穿透,在 1kW 下可以达到 3、5mm,在 2kW 下可以达到 8mm。
这两种激光器通常都使用光束传输,这简化了焊接系统设计并使焊接过程更加一致和可靠。光纤的标准长度为5-,末端有一个称为聚焦头的标准聚焦装置,它将入射的激光束聚焦到工件上。这些聚焦头可以是简单的直圆柱形元件,也可以是 90 度角形状。闭路电视监控系统是一种常见的选择。它可以通过激光棱镜将摄像头的焦点投射到工件表面,加上十字线发生器,系统具有简单的“对准加工”功能。其他选项包括多点棱镜、环形焦点、焊接头、气刀等。
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